DE4233417C2

DE4233417C2 - Device for producing a winding (adjustable winding mandrel)

Info

Publication number: DE4233417C2
Application number: DE4233417A
Authority: DE
Inventors: Wolf Dieter Hartung
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2012-10-06
Also published as: DE4233417A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Wicklung, insbe sondere für Transformatoren und Drosselspulen, mit konzentrisch zu einer Wickelachse angeordneten Stütz- oder Tragleisten, welche radial auslenkbar sind und einen im Durchmesser verstellbaren Wickeldorn bilden.The invention relates to a device for producing a winding, in particular especially for transformers and choke coils, concentric to one Support or support strips arranged on the winding axis, which can be deflected radially are and form an adjustable winding mandrel.

Bei der Herstellung von Wicklungen für Transformatoren und Drosselspulen werden üblicherweise elektrische Leiter, z. B. aus Kupfer bzw. Kupferlegierung, um einen Wickeldorn gewickelt, so daß eine zylindrische Wicklung mit einem zentralen zylindrischen Hohlraum entsteht, welcher beim fertigen Transforma tor bzw. Drosselspule von einem Eisenkern ausgefüllt ist. Abhängig von den elektrischen Leistungsdaten und dem hieraus resultierenden magnetischen Fluß haben diese zentralen Wicklungshohlräume unterschiedlichen Durch messer. Demgemäß sind Wickeldorne mit unterschiedlichem Au ßendurchmesser erforderlich, um die entsprechenden Wicklungen herstellen zu können.In the manufacture of windings for transformers and choke coils are usually electrical conductors, for. B. made of copper or copper alloy, wrapped around a mandrel, so that a cylindrical winding with a central cylindrical cavity, which is in the finished transforma Tor or inductor is filled by an iron core. Depending on the electrical performance data and the resulting magnetic Flow, these central winding cavities have different diameters knife. Accordingly, mandrels with different Au are Outside diameter required to produce the appropriate windings to be able to.

Um den Aufwand für die Lagerhaltung von Wickeldornen mit unterschiedlichem Durchmesser möglichst gering zu halten wurden Wickeldorne geschaffen, de ren Wickeldurchmesser, d. h. der Außendurchmesser der Wicklungsauflage, verstellbar ist. Eine solche bekannte Verstelleinrichtung weist zwei auf einer zentralen Welle axial beweglich geführte Kegel auf, die mit den Spitzen einan der zugewandt sind und mit einer aus konzentrisch angeordneten Stützleisten gebildeten Hülse zusammenarbeiten. Durch Veränderung des axialen Abstan des der beiden Kegel gleiten die Stützleisten auf dem Kegelmantel und werden so entsprechen radial nach innen oder nach außen bewegt, wodurch sich der Durchmesser des so gebildeten Wickeldorns ändert.To the effort for the storage of mandrels with different To keep the diameter as small as possible, mandrels were created, de ren winding diameter, d. H. the outside diameter of the winding support, is adjustable. Such a known adjusting device has two on one central shaft axially movably guided cone, which with the tips which face and with one of concentrically arranged support strips formed sleeve work together. By changing the axial distance of the two cones, the support strips slide on the cone shell and become so correspond radially inwards or outwards, which causes the Diameter of the mandrel thus formed changes.

Eine andere Verstelleinrichtung für Wickeldorne beruht darauf, daß eine zen tral geführte Antriebswelle mit Kegelritzeln versehen ist, welche einzelne mit Kegelrädern an einem Ende versehene Gewindehülsen beaufschlagt, in wel che Gewindehülsen passende Gewindestäbe eingreifen, die andererseits mit zur Welle konzentrisch angeordneten Stützleisten verbunden sind. Durch Be tätigung der Antriebswelle überträgt sich ihre Drehbewegung auf die Gewinde hülsen, wodurch die Stützleisten radial nach auswärts bzw. nach innen bewegt werden und sich der Durchmesser des so gebildeten Wickeldorns verändert.Another adjustment device for mandrels is based on the fact that a zen tral guided drive shaft is provided with bevel pinions, which individual with Bevel gears are provided with threaded sleeves at one end, in which che threaded sleeves engage suitable threaded rods, which on the other hand with support strips arranged concentrically to the shaft are connected. By Be actuation of the drive shaft, its rotary motion is transferred to the threads sleeves, whereby the support strips move radially outwards or inwards and the diameter of the mandrel thus formed changes.

Eine weitere bekannte Verstelleinrichtung bedient sich eines Hebelsystems, bei welchem auf einer zentralen Gewindespindel Spindelmuttern angeordnet sind, an welchen sich Stützhebel gelenkig abstützen, die mit jeweils einer die zentra le Gewindespindel konzentrisch umgebenden Stützleisten verbunden sind. Durch Drehung der Gewindespindel verändern die Spindelmuttern ihre Lage und ziehen bzw. drücken über die Stützhebel die daran angelenkten Stützlei sten radial nach innen bzw. nach außen, so daß sich der Durchmesser des so gestalteten Wickeldorns veränderlich einstellen läßt.Another known adjustment device uses a lever system at which spindle nuts are arranged on a central threaded spindle, on which support levers are supported in an articulated manner, each with one the center le threaded spindle concentrically surrounding support strips are connected. The spindle nuts change their position by rotating the threaded spindle and pull or push the support bar articulated on the support lever Most radially inwards or outwards, so that the diameter of the so designed mandrel can be variably adjusted.

Gemäß der US 48 93 761 ist an Stelle einer zentralen Spindel mit Spindelmut ter ein axial wirkender Kolben vorgesehen, welcher mittels Druckluft gegen die Kraft von Rückstellfedern axial bewegt wird und hierbei eine radiale Verstellung von Stützarmen bewirkt, die über Schwenkarme und Längsführungen mit dem Kolben zusammenarbeiten.According to US 48 93 761 instead of a central spindle with spindle nut ter an axially acting piston is provided, which by means of compressed air against the Force of return springs is moved axially and thereby a radial adjustment of support arms caused by the swivel arms and longitudinal guides with the Work the pistons together.

Von Nachteil bei allen genannten Varianten ist die infolge radialer Auslenkung der Stützleisten und der damit verbundenen Durchmesseränderung bedingte Änderung des jeweiligen Umfangs der von den konzentrisch angeordneten Stützleisten gebildeten kreiszylindrischen Wickeldorns und des daraus re sultierenden azimutalen Abstands der einzelnen Stützleisten zueinander. Die Stützleisten sind in ihrer Breite nämlich für einen bestimmten durch den Min destdurchmesser bestimmten Umfang festgelegt. Bei Vergrößerung des Durch messers, um größere Wickelquerschnitte zu realisieren, ist die Folge, daß zwi schen benachbarten Stützleisten ein mit zunehmender radialer Auslenkung einhergehender sich vergrößernder Abstand einstellt, so daß schließlich anstel le eines Kreisquerschnitts ein endliches Polygon von den Stützleisten be schrieben wird, was sich nachteilig auf die hiermit herzustellenden Wicklungs geometrien auswirkt.A disadvantage of all the variants mentioned is that due to radial deflection the support strips and the associated change in diameter Change the respective scope of those concentrically arranged Support strips formed circular cylindrical mandrel and the re from it resulting azimuthal distance between the individual support strips. The Support strips are in their width for a certain by the min minimum diameter set certain scope. When increasing the through knife, in order to realize larger winding cross sections, the result is that between adjacent support bars with increasing radial deflection accompanying increasing distance sets, so that finally instead le of a circular cross-section be a finite polygon from the support bars is written, which is disadvantageous on the winding to be manufactured hereby affects geometry.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die nachteiligen durchgehenden axialen Zwischenräume zwischen den Stützleisten über den gesamten Verstellbereich vermieden werden.Based on this prior art, it is an object of the invention to To create a device of the type mentioned, in which the disadvantageous continuous axial spaces between the support strips over the entire adjustment range can be avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Danach ist vorgesehen, daß jede Stütz- oder Tragleiste beiderseits ihrer axia len Längsseiten kammartige Zusatzleisten zur Überbrückung von Zwischen räumen aufweist, die zur Überbrückung von Zwischenräumen dienen, die sich bei der radialen Auslenkung der Stütz- oder Tragleisten bilden aufgrund des zuvor erwähnten Durchmesserzuwachses und der damit verbundenen Um fangsvergrößerung, wobei die Zusatzleisten azimutal verschieblich sind. Thereafter it is provided that each support or support bar on both sides of their axia len long sides comb-like additional strips for bridging intermediate has spaces that serve to bridge gaps between themselves in the radial deflection of the support or support bars form due to the previously mentioned diameter increase and the associated order catch magnification, whereby the additional strips are azimuthally displaceable.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann dabei vor gesehen sein, daß die Zusatzleisten azimutal verschieblich angeordnet sind, d. h. quer zu ihrer Längsachse in Umfangs richtung auslenkbar gestaltet sind, wobei vorteilhafter Weise dies durch gleichförmige Kraftbeaufschlagung über der gesamten Leistenlänge erfolgt. Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann hierzu jeweils eine Fe deranordnung vorgesehen sein, welche die jeweils zwei Zu satzleisten einer Stütz- oder Tragleiste in azimutaler Richtung beaufschlagt oder aber statt dessen eine Anordnung von hydraulischen Verstellelementen, ähnlich einer hydrau lischen Bremskolben-Zylinder-Anordnung bei Fahrzeugen, die jeweils dafür sorgt, daß die Außenkanten der Zusatzleisten an den Zusatzleisten der benachbarten Stütz- oder Traglei sten anliegen. Die Anzahl der hierfür vorgesehenen Kraftbe aufschlagungseinrichtungen richtet sich nach der Länge der Stütz- oder Tragleisten.In an expedient further development of the invention, be seen that the additional strips can be moved azimuthally are arranged, d. H. transversely to its longitudinal axis in circumference direction are designed to be deflectable, being more advantageous Do this by applying uniform force across the the entire length of the last. Depending on the design of the The device according to the invention can each have an Fe the arrangement can be provided, which the two Zu set strips of a support or support strip in azimuthal Direction or an order instead of hydraulic adjustment elements, similar to a hydrau mischen brake piston-cylinder arrangement in vehicles that each ensures that the outer edges of the additional strips on the additional strips of the neighboring support or traglei most concern. The number of Kraftbe intended for this service facilities depend on the length of the Support or support strips.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung ist vorgesehen, daß die Zusatzleisten beiderseits an die Tragleisten angeformt sind und mit den Zusatzleisten der benachbarten Stütz- und Tragleisten im Eingriff sind. Dabei kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, daß die kammartigen Zu satzleisten so ausgebildet sind, daß sie an ihren axialen Außenkanten mit regelmäßigen Einformungen und gleich großen Anformungen versehen sind, wobei die Anfor mungen der Zusatzleisten einer Stütz- oder Tragleiste in die Einformungen der korrespondierenden Zusatzleisten der benachbarten Stütz- oder Tragleisten eingreifen.According to another preferred embodiment of the invention manure is provided that the additional strips on both sides the support strips are molded and with the additional strips the neighboring support and support strips are engaged. It can advantageously be provided that the comb-like zu Sentence strips are designed so that they their axial outer edges with regular indentations and formations of the same size are provided, the requirements the additional strips of a support or support strip in the indentations of the corresponding additional strips of engage adjacent support or support strips.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen stand der Unteransprüche.These and other advantageous configurations are opposed stood the subclaims.

Aus der DE-OS 26 09 319 ist ein Garnträger bekannt, welcher kammförmige Tragleisten aufweist, die während der Garn herstellung ein kontrolliertes Schrumpfen der Fäden ermöglichen.From DE-OS 26 09 319 is a Yarn carrier known, which is comb-shaped Carrier strips that during the yarn producing a controlled shrinkage of the Enable threads.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels soll die Erfindung näher erläutert und be schrieben werden.Based on an exemplary embodiment shown in the drawing game the invention explained in more detail and be be written.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine ausschnittweise Draufsicht auf die Mantel fläche einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a fragmentary plan view of the lateral surface of an exemplary apparatus according to the invention,

Fig. 2 eine ausschnittweise Seitenansicht zur Anord nung gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a fragmentary side view Anord voltage according to Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere ausschnittweise Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vorrichtung. Fig. 3 shows a further partial plan view of another embodiment of the device according to the invention.

In Fig. 1 ist in ausschnittweiser Draufsicht die von Trag- bzw. Stützleisten 10 gebildete Mantelfläche einer erfindungsge mäßen Vorrichtung dargestellt, die ausschnittweise in Sei tenansicht in Fig. 2 gezeigt ist. Die Tragleisten 10, die bei der Vorrichtung konzentrisch zu einer Wickelachse angeordnet sind und mit ihren Längsachsen par allel zueinander sowie zur Mittelachse entsprechend der Wickelachse sich erstrecken, besitzen entlang ihrer beiden Längskanten Zusatzleisten 11, die in gleichmäßiger Anord nung Einformungen 12 sowie gleichgroße Anformungen 14 auf weisen. Dabei ist entsprechend der Erfindung vorgesehen, daß die Anformungen 14 in korrespondierende Einformungen 12 der Zusatzleisten 11 der benachbarten Tragleisten 10 ein greifen. In Fig. 1 ist eine Trennung der jeweiligen Tragleisten 10 mit Hilfe einer Doppellinie kenntlich ge macht, so daß erkennbar ist, wie eine Einformung 12 der Zu satzleiste 11 der einen Tragleiste 10 die Anformung 14 der Zusatzleiste 11 der benachbarten Tragleiste 10 umgreift. Durch diese Anordnung von Einformungen 12 und Anformungen 14 wird eine engverzahnte Oberfläche gebildet, so daß auch bei seitlichem Auseinanderziehen, wie es bei einer Umfangs vergrößerung infolge radialer Auslenkung bei einem Wickel dorn erfolgt, kein durchgehender gradliniger Zwischenraum zwischen den einzelnen Tragleisten 10 auftritt, soweit nicht mit der seitlichen Ausdehnung das Maß der Tiefe der Einformung 12 entsprechend der Breite der Anformung 14 überschritten wird. Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausge staltung der Zusatzleisten 11 liegen die Einformungen 12 der beiden Zusatzleisten 11 einer Tragleiste 10 jeweils einander gegenüber und ebenso die Anformungen 14.In Fig. 1 is a partial plan view of the outer surface formed by support or support strips 10 of a device according to the invention, which is shown in detail in Be tenansicht in Fig. 2. The support strips 10 , which are arranged concentrically to a winding axis in the device and extend with their longitudinal axes par allel to each other and to the central axis corresponding to the winding axis, have along their two longitudinal edges additional strips 11 , the deformations 12 in uniform Anord formation and the same size formations 14 on point. It is provided according to the invention that the projections 14 engage in corresponding recesses 12 of the additional strips 11 of the adjacent support strips 10 . In Fig. 1, a separation of the respective support strips 10 with the help of a double line makes GE recognizable, so that it can be seen how an indentation 12 of the set strip 11 to the one support strip 10 engages around the molding 14 of the additional strip 11 of the adjacent support strip 10 . This arrangement of indentations 12 and projections 14 forms a closely toothed surface, so that even with lateral pulling apart, as occurs with a circumferential enlargement due to radial deflection in a winding mandrel, there is no continuous straight-line space between the individual support strips 10 , unless this occurs with the lateral extent, the dimension of the depth of the recess 12 corresponding to the width of the projection 14 is exceeded. According to the configuration shown in FIG. 1, the additional strips 11 , the indentations 12 of the two additional strips 11 of a support strip 10 are in each case opposite one another and likewise the projections 14 .

In Fig. 2 ist eine ausschnittweise Seitenansicht auf die Anordnung von Fig. 1 dargestellt, aus der einerseits die Wölbungsgeometrie der Oberfläche der erfindungsgemäßen Vor richtung hervorgeht und zum anderen ersichtlich ist, daß benachbarte Tragleisten 10 mit ihren seitlichen Einformun gen 12 und Anformungen 14 miteinander korrespondieren. Die Tragleisten 10 sind im gezeigten Beispiel mit Radialstützen 16 verbunden, die von einer nicht näher dargestellten Ver stellanordnung 18 beaufschlagt sind.In Fig. 2 is a fragmentary side view of the arrangement of Fig. 1 is shown, from the one hand, the curvature geometry of the surface of the device according to the invention emerges and on the other hand, it can be seen that adjacent support strips 10 with their lateral Einformun conditions 12 and formations 14 correspond to each other . The support strips 10 are connected in the example shown with radial supports 16, the actuator assembly of a non-illustrated Ver are acted 18th

In Fig. 3 ist eine besondere Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung gezeigt mit Einformungen 13 und Anformungen 15, die sich von den in Fig. 1 gezeigten Ein formungen 12 und Anformungen 14 durch eine Anschrägung ih rer in Umfangsrichtung laufenden Seitenkanten auszeichnen. Diese geometrische Gestaltung der Einformungen 13 und An formungen 15 hat den Vorteil gegenüber der in Fig. 1 ge zeigten Ausgestaltung, daß die Anforderungen an die Ferti gungstoleranzen weniger streng sein müssen, da durch die Anschrägung auf einfache Weise ein gewisser Axialversatz der Tragleisten 10 ausgeglichen werden kann und eine Zen trierung erreicht wird.In Fig. 3, a particular embodiment of the device according to the invention is shown with indentations 13 and protrusions 15 , which are distinguished from the indentations 12 and protrusions 14 shown in FIG. 1 by a beveling of their side edges running in the circumferential direction. This geometric design of the indentations 13 and 15 to form has the advantage over the ge shown in Fig. 1 configuration that the requirements for the manufacturing tolerances have to be less stringent, as a certain axial offset of the support strips 10 can be compensated in a simple manner by the bevel can and a centering is achieved.

In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind drei verschie dene Einstellzustände dargestellt. Auf der linken Seite der Darstellung in Fig. 3 sind vier Tragleisten 10 eng anein ander, quasi auf Block liegend, gezeigt, wie es der Stel lung der Tragleisten 10 im eingefahrenen Zustand der Radialstützen 16 entspricht, in welchem der Wickeldorn den ge ringsten Umfang aufweist.In the illustration shown in Fig. 3, three different setting states are shown. On the left side of the illustration in Fig. 3, four support bars 10 are close to each other, quasi lying on a block, shown how it corresponds to the Stel development of the support bars 10 in the retracted state of the radial supports 16 , in which the mandrel has the smallest ring ge .

Ein zweiter Einstellzustand ist gezeigt zwischen den vier eben bezeichneten Tragleisten 10 und der sich rechts an schließenden Tragleiste 10, bei welcher die maximal zuläs sige Ausfahrstellung der Radialstützen 16 erreicht ist und die Tragleiten 10 soweit auseinander bewegt sind, daß die Außenkanten der Anformungen 15 auf einer gemeinsamen Linie 17 liegen.A second setting state is shown between the four support strips 10 and the right-hand closing support strip 10 , in which the maximum permissible extension position of the radial supports 16 is reached and the support rails 10 are moved apart so far that the outer edges of the formations 15 on one common line 17 lie.

Ein dritter Zustand wird verdeutlicht mit der Stellung der beiden in Fig. 3 rechts gezeigten Tragleisten 10 zueinan der, welche soweit auseinander liegen, daß sich zwischen den Außenkanten der Anformungen 15 ein schmaler axial durchlaufender Zwischenraum 18 einstellt. Dieser Zwischen raum 18 ist abhängig von der Größe des betreffenden Wic keldorns, d. h. seines Außendurchmessers bis zu einem Maß von 0,5 × mittlerer Breite einer Tragleiste 10 tolerabel, sollte aber dennoch nach Möglichkeit vermieden werden.A third state is illustrated with the position of the two support strips 10 shown in FIG. 3 on the right, which are so far apart that a narrow axially continuous space 18 is set between the outer edges of the projections 15 . This space 18 is dependent on the size of the Wic keldorns concerned, ie its outer diameter up to a dimension of 0.5 × average width of a support strip 10 tolerable, but should still be avoided if possible.

Im Unterschied zu der Ausgestaltung der in Fig. 1 gezeig ten Tragleisten 10 sind bei den Tragleisten gemäß Fig. 3 die Einformungen 13 und Anformungen 15 der einen Längsseite wechselweise versetzt gegenüber der anderen Längsseite der betreffenden Tragleiste 10, so daß bei aneinander liegenden Tragleisten 10, wie in Fig. 3 links gezeigt, ein wellenar tiges Muster resultiert. Diese Anordnung der Einformungen 13 und Anformungen 15 ist gegenüber der in Fig. 1 gezeig ten Ausgestaltung der Tragleisten insoweit vorteilhaft, als die Tragleisten über die gesamte Länge eine gleich große tragende Breite aufweisen.In contrast to the design of the support strips 10 shown in FIG. 1, in the support strips according to FIG. 3, the indentations 13 and projections 15 of one long side are alternately offset from the other long side of the relevant support strip 10 , so that in the case of support strips 10 lying against one another, as shown in Fig. 3 left, a wave-like pattern results. This arrangement of the indentations 13 and projections 15 is advantageous over the configuration of the support strips shown in FIG. 1 insofar as the support strips have an equally large load-bearing width over the entire length.

Claims

1. Device for producing a winding, in particular for transformers and choke coils, with support or support strips ( 10 ) arranged concentrically with a winding axis, which can be deflected radially and form a winding mandrel, characterized in that each support or support strip ( 10 ) along its axial longitudinal sides, comb-like additional strips ( 11 ) for bridging gaps which form during the radial deflection of the support or support strips ( 10 ), and that the additional strips ( 11 ) are arranged in an azimuthally displaceable manner.

2. Device according to claim 1, characterized in that the additional strips ( 11 ) are arranged azimuthally displaceable.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the additional strips ( 11 ) are acted upon in azimuthal direction, for. B. by means of springs or by means of hydraulic devices, and axially put on the additional strips ( 11 ) of the adjacent support or support strips ( 10 ).

4. The device according to claim 2, characterized in that the additional strips ( 11 ) on the support or support strips ( 10 ) are formed on both sides of their longitudinal sides and with the additional strips ( 11 ) of the adjacent support or support strips ( 10 ) are in engagement .

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the additional strips ( 11 ) on their axial outer edges re regular indentations ( 12 , 13 ) and the same size formations ( 14 , 15 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the indentations ( 12 , 13 ) and integrations ( 14 , 15 ) on the additional strips ( 11 ) are arranged symmetrically to the central axis of the support or support strips ( 10 ).

7. The device according to claim 5, characterized in that the indentations ( 12 , 13 ) and integrations ( 14 , 15 ) on the one additional strip ( 11 ) of the associated support or support bar ( 10 ) with respect to the other additional bar ( 11th ) are arranged offset, so that a constant load-bearing width results over the length of the support or support bar ( 10 ).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projections ( 14 , 15 ) of an additional strip ( 11 ) engage in the recesses ( 12 , 13 ) of the additional strips ( 11 ) of the adjacent support or support strips ( 12 ).